CN112564806A - 多通道射频收发装置及收发方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种多通道射频收发装置及收发方法，包括光模块、数字信号处理模块、射频收发模块、下行模块和微处理模块；光模块的接收对应于基带数据的光信号，并转换为电信号，输出至数字信号处理模块；微处理模块控制光模块、数字信号处理模块以及下行模块；数字信号处理模块基于电信号获取基带数据和通道数信息，分配处理基带数据；微处理模块基于通道数信息和基带数据，确定射频收发模块的通道数及对应的下行模块的通道数、下行输出功率并关闭下行模块中的剩余通道；射频收发模块的各通道对接收到的基带数据进行上变频，下行模块的各通道对应地将上变频后的基带数据进行处理并输出；下行模块的处于工作状态的通道数随通道数信息的不同而可调节。

Description

多通道射频收发装置及收发方法

技术领域

本公开涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种多通道射频收发装置及收发方法。

背景技术

随着信息通信技术的飞速发展，通信网络承载的业务量、通信速率及带宽急剧增长，5G多通道通信设备逐渐成为主流设备。为了适应不同场景的通信要求，设备的通道数和发射功率可设置为不同的。例如，对容量要求高的场合，一般采用通道数较多的设备；对广域流量较小的区域，一般采用通道数较少的高功率发射设备。传统的多通道设备一旦上了站点就很难再改变通道数和发射功率，不利于设备的通用性和智能化。

为满足不同的需求，可更换设备硬件。但是，频繁的更换硬件设备会引起设备的开发成本及维护成本的增加，造成资源的浪费。例如，在建设中的区域因当下的通信需求少，而该区域发展至成熟稳定的状态后，人口通常剧增，但此时硬件很难支持扩容，通常需要重新建站，造成资源的浪费。因此，对通信远端设备进行兼容设计及高精准的控制，是后续5G整个通信设备良好应用的关键。为此，在当下通信设备以固定通道数为主的情况下，设计开发根据业务需求灵活可控的多通道通信设备显得尤为重要。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种多通道射频收发装置及收发方法。

本公开提供了一种多通道射频收发装置，包括：光模块、数字信号处理模块、射频收发模块、下行模块以及微处理模块；

所述光模块的输入端用于接收对应于基带数据的光信号，所述光模块的输出端与所述数字信号处理模块的输入端连接；所述数字信号处理模块的交互端与所述射频收发模块的交互端连接，所述射频收发模块的多个输出端与所述下行模块的多个输入端一一对应连接；所述微处理模块的输出端分别与所述光模块的控制端、所述数字信号处理模块的控制端以及所述下行模块的多个控制端一一对应连接；

所述光模块用于将所述光信号转换为电信号；所述数字信号处理模块用于基于所述电信号获取基带数据和通道数信息，并基于所述通道数信息分配并处理所述基带数据；所述微处理模块用于基于所述通道数信息和所述基带数据，确定所述射频收发模块的通道数及对应的所述下行模块的通道数、以及确定下行输出功率并关闭所述下行模块中的剩余通道；所述射频收发模块的各通道对接收到的所述基带数据进行上变频，所述下行模块的各通道对应地将上变频后的所述基带数据进行处理并输出；

其中，所述下行模块的处于工作状态的通道数基于所述通道数信息的不同而支持调节。

可选的，所述下行模块包括多个功放模块和多端口输出及切换模块；

多个所述功放模块的输出端与所述多端口输出及切换模块的多个输入端一一对应连接，多个所述功放模块的输入端与所述射频收发模块的多个输出端一一对应连接，多个所述功放模块的采样端与所述数字信号处理模块的多个采样信号接收端一一对应连接，多个所述功放模块的控制端与所述微处理模块的多个输出端一一对应连接；所述多端口输出及切换模块的控制端与所述微处理模块的一输出端连接。

可选的，所述多端口输出及切换模块包括1/2/4通道切换及输出模块，所述射频收发模块包括4T4R射频收发模块。

可选的，所述1/2/4通道切换及输出模块包括第一环形器、第二环形器、第三环形器、第四环形器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关、第五射频开关、第六射频开关、第七射频开关、第八射频开关、第九射频开关、第十射频开关、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线以及第十三微带线；

所述第一环形器的隔离端通过所述第一电阻接地，所述第二环形器的隔离端通过所述第二电阻接地，所述第三环形器的隔离端通过所述第三电阻接地，所述第四环形器的隔离端通过所述第四电阻接地；

所述第一环形器的输入端、所述第二环形器的输入端、所述第三环形器的输入端以及所述第四环形器的输入端分别与四个所述功放模块的输出端一一对应连接；

所述第一环形器的输出端、所述第一微带线的第一端以及所述第二微带线的第一端连接，所述第一微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第一输出端，以及所述第一微带线的第二端连接所述第一射频开关的第一端，所述第一射频开关的第二端接地；所述第二环形器的输出端、所述第三微带线的第一端以及所述第五微带线的第一端连接，所述第五微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第三输出端，以及所述第五微带线的第二端连接所述第四射频开关的第一端，所述第四射频开关的第二端接地；所述第三微带线的第二端、所述第二微带线的第二端、所述第四微带线的第二端以及所述第六微带线的第一端连接，且连接所述第二射频开关的第一端，所述第二射频开关的第二端接地，所述第四微带线的第一端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第二输出端，以及所述第四微带线的第一端连接所述第三射频开关的第一端，所述第三射频开关的第二端接地；所述第三环形器的输出端、所述第九微带线的第一端以及所述第十微带线的第一端连接，所述第九微带线的第二端连接至所述1/2/4通道切换及输出模块的第五输出端，以及所述第九微带线的第二端连接所述第七射频开关的第一端，所述第七射频开关的第二端接地；所述第四环形器的输出端、所述第十一微带线的第一端以及所述第十二微带线的第一端连接，所述第十二微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第七输出端，以及所述第十二微带线的第二端连接所述第十射频开关的第一端，所述第十射频开关的第二端接地；所述第十微带线的第二端、所述第十一微带线的第二端、所述第十三微带线的第二端以及所述第八微带线的第一端连接，且连接所述第八射频开关的第一端，所述第八射频开关的第二端接地，所述第十三微带线的第一端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第六输出端，以及所述第十三微带线的第一端连接所述第九射频开关的第一端，所述第九射频开关的第二端接地；所述第六微带线的第二端、所述第八微带线的第二端以及所述第七微带线的第一端连接，且连接所述第五射频开关的第一端，所述第五射频开关的第二端接地，所述第七微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第四输出端，以及所述第七微带线的第二端连接所述第六射频开关的第一端，所述第六射频开关的第二端接地。

可选的，各微带线的电长度均为四分之一波长，所述波长为工作频段的波长；

所述第一微带线、所述第二微带线、所述第三微带线、所述第五微带线、所述第九微带线、所述第十一微带线以及所述第十二微带线的特征阻抗均为第一特征阻抗A1，所述第六微带线和所述第八微带线的特征阻抗均为第二特征阻抗A2，所述第四微带线和所述第十三微带线的特征阻抗均为第三特征阻抗A3，所述第七微带线的特征阻抗为第四特征阻抗A4；A1、A2、A3和A4的大小满足：

A1＝2*A2＝＝X，

其中，X为一常量。

可选的，该装置还包括基站基带信号处理模块、电光转换模块和信号传输光纤；

所述基站基带信号处理模块将通信基带数据转换为初始电信号，所述初始电信号经所述电光转换模块转换为所述光信号，所述光信号经所述信号传输光纤传输至所述光模块。

可选的，该装置还包括上行模块；所述上行模块的多个输入端分别用于接收不同通道的上行信号，所述上行模块的多个控制端分别与所述微处理模块的多个输出端一一对应连接，所述上行模块的多个输出端分别与所述射频收发模块的多个接收端一一对应连接；

所述微处理模块用于控制所述射频收发模块打开与所述上行模块的工作通道对应的通道，以将上行模块接收到的上行信号经下变频处理后传输至所述数字信号处理模块。

可选的，所述数字信号处理模块将下变频处理后的所述上行信号传输至所述光模块，所述光模块将接收到的所述上行信号进行电光处理后，通过所述信号传输光纤，传输至所述基站基带信号处理模块。

本公开还提供了一种多通道射频收发方法，可由上述任一种多通道射频收发装置执行，该方法包括：

所述光模块接收对应于基带数据的光信号，并将所述光信号转换为电信号；

所述数字信号处理模块基于所述电信号获取对应的基带数据和通道数信息，并基于所述通道数信息分配并处理所述基带数据；

所述微处理模块基于所述通道数信息和所述基带数据，确定该所述射频收发模块的通道数及对应的所述下行模块的通道数、以及确定下行输出功率并关闭所述下行模块中的剩余通道；

所述射频收发模块的各通道对接收到的所述基带数据进行上变频处理；

所述下行模块的各通道对应地将上变频后的所述基带数据进行处理并输出。

可选的，所述多通道射频收发装置还包括上行模块、信号传输光纤和基站基带信号处理模块；所述方法还包括：在所述微处理模块的控制下：

所述上行模块的部分输入端或全部输入端分别接收不同通道的上行信号；

所述射频收发模块打开与所述上行模块的工作通道对应的通道，以将所述上行信号将下变频处理后传输至所述数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块将下变频处理后的所述上行信号传输至所述光模块；

所述光模块将收到的所述上行信号经电光处理后，通过信号传输光纤，传输至所述基站基带基带信号处理模块。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的多通道射频收发装置包括光模块、数字信号处理模块、射频收发模块、下行模块以及微处理模块，通过设置光模块接收对应于基带数据的光信号，并将其转换为电信号；数字信号处理模块可基于对应于基带数据的电信号，确定通道数信息，并分配处理基带数据；微处理模块读取通道数信息和上位机控制信息，进而确定下行模块的通道数、下行最大输出功率并关闭下行模块中不需要的硬件通道，微处理模块基于上述确定的通道数及功率相关信息设置射频收发模块的通道以及下行模块的通道，对下行信号进行处理后，由下行模块的处于工作状态的各通道对应输出。由此，可实现自适应地改变发射通道数，有利于实现智能化控制，降低设备功耗；同时，可根据需求分级改变通道最大发射功率，适合多种信号覆盖场合，其适用性强，易实施；且无需更换设备硬件或重新建站，有利于节省资源。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例的一种多通道射频收发装置的结构示意图；

图2为本公开实施例的另一种多通道射频收发装置的结构示意图；

图3为本公开实施例的又一种多通道射频收发装置的结构示意图；

图4为本公开实施例的一种1/2/4通道切换及输出模块的示意图；

图5为本公开实施例的又一种多通道射频收发装置的结构示意图；

图6为本公开实施例的一种多通道射频收发方法的流程示意图；

图7为本公开实施例的另一种多通道射频收发方法的流程示意图；

图8为本公开实施例的又一种多通道射频收发方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本公开实施例的技术方案，针对移动通信发展的需求，提供一种控制灵活、有利于降低功耗且通道数可变的多通道射频收发装置(本文中也可简称为“收发装置”或“装置”)和多通道射频收发方法(本文中也可简称为“收发方法”或“方法”)，通过设置该装置包括光模块、数字信号处理模块、射频收发模块、下行模块以及微处理模块，数字信号处理模块可基于光模块接收并转换得到的对应于基带数据的电信号，确定通道数信息，并分配处理基带数据；微处理模块读取通道数信息和上位机控制信息，进而确定下行通道、下行最大输出功率和关闭不需要的硬件通道(下文中详述)，微处理模块基于上述确定的通道及功率相关信息设置射频收发模块的通道以及下行模块的通道，对下行信号进行处理后，由下行模块的处于工作状态的各通道对应输出。由此，本公开实施例提供的收发装置和方法，可自适应地改变发射通道数，有利于降低设备功耗；同时，可根据需求分级改变通道最大发射功率，适合多种信号覆盖场合；且其适用性强，易实施；且无需更换设备硬件或重新建站，有利于节省资源。下面结合图1-图8，对本公开实施例提供的收发装置和方法进行示例性说明。

图1为本公开实施例的一种多通道射频收发装置的结构示意图。参照图1，该装置为一种通信远端设备，可包括：光模块11、数字信号处理模块12、射频收发模块13、下行模块14以及微处理模块15；光模块11的输入端用于接收对应于基带数据的光信号，光模块11的输出端与数字信号处理模块12的输入端连接；数字信号处理模块12的交互端与射频收发模块13的交互端连接，射频收发模块13的多个输出端与下行模块14的多个输入端一一对应连接；微处理模块15的输出端分别与光模块11的控制端、数字信号处理模块12的控制端以及下行模块14的多个控制端一一对应连接；光模块11用于将光信号转换为电信号；数字信号处理模块12用于基于电信号获取基带数据和通道数信息，并基于通道数信息分配处理基带数据；微处理模块15用于基于通道数信息和基带数据，确定射频收发模块13的通道数及对应的下行模块14的通道数、以及确定下行输出功率并关闭下行模块14中的剩余通道；射频收发模块13的各通道对接收到的基带数据进行上变频，下行模块14的各通道对应地将上变频后的基带数据进行处理并输出；其中，下行模块14的处于工作状态的通道数基于通道数信息的不同而支持调节。

其中，光模块11可接收由基站发射，并经光纤传输的光信号。进一步地，光模块11将对应于基带数据的光信号转换为电信号，以便后续电路进行进一步处理。

数字信号处理模块12与光模块11进行信号交互，数据下行传输过程中，数字信号处理模块12接收光模块11转换后的电信号，并将该电信号转换为对应于5G、4G格式或其他格式的基带信号，并基于该电信号获取通道数信息和基带数据，以及基于通道数信息分配并处理基带数据；射频收发模块13与数字信号处理模块12进行信号交互，以及下行模块14用于接收射频收发模块13传输的下行信号；具体地，微处理模块15获取数字信号处理模块12的通道数信息以及获取上位机控制信息，进行确定下行通道(包括射频收发模块13的下行通道以及下行模块14的下行通道)、下行输出功率并关闭不需要的硬件通道(包括射频收发模块13中的通道以及下行模块14中的硬件通道，下文中详述)；射频收发模块13中由微处理模块15确定的下行通道对其接收到的基带数据(也称为“下行基带信号”)进行上变频，并输出至下行模块14中的对应输入端；下行模块14接收上变频后的基带数据，并进行放大或功率分配等处理之后，由下行模块14的对应下行通道的输出端输出。

其中，下行模块14的处于工作状态的通道数可基于基带数据而确定的通道数信息的不同而受控于微处理模块15进行调节，由此实现了装置的通道数可变。

本公开实施例提供的装置包括光模块11、数字信号处理模块12、射频收发模块13、下行模块14以及微处理模块15，通过设置光模块11接收对应于基带数据的光信号，并将其转换为电信号；数字信号处理模块12可基于对应于基带数据的电信号，确定通道数信息，并分配处理基带数据；微处理模块15读取通道数信息和上位机控制信息，进而确定下行模块的通道数、下行最大输出功率并关闭下行模块中不需要的硬件通道，微处理模块15基于上述确定的通道数及功率相关信息设置射频收发模块13的通道以及下行模块14的通道，对下行信号进行处理后，由下行模块14的处于工作状态的各通道对应输出。由此，可实现基于基带数据自适应地改变发射通道数，有利于实现智能化控制，降低设备功耗；同时，可根据需求分配下行通道的发射功率，适合多种信号覆盖场合，其适用性强，易实施；且无需更换设备硬件或重新建站，有利于节省资源。

在一实施例中，图2为本公开实施例的另一种多通道射频收发装置的结构示意图。在图1的基础上，参照图2，下行模块14包括多个功放模块141和多端口输出及切换模块142；多个功放模块141的输出端与多端口输出及切换模块142的多个输入端一一对应连接，多个功放模块141的输入端与射频收发模块13的多个输出端一一对应连接，多个功放模块141的采样端与数字信号处理模块12的多个采样信号接收端一一对应连接，多个功放模块141的控制端与微处理模块15的多个输出端一一对应连接；多端口输出及切换模块142的控制端与微处理模块15的一输出端连接。

其中，功放模块141可将经射频收发模块13上变频处理后的信号进行放大，并传输至多端口输出及切换模块142，多端口输出及切换模块142基于微处理模块15确定的通道将下行信号输出。

示例性地，图2中示出了功放模块141包括功放模块1、功放模块2、……、功放模块n-1以及功放模块n，n为正整数，例如4。在其他实施方式中，功放模块141的数量还可根据收发装置的需求设置，本公开实施例对此不做限定。

示例性地，与功放模块141的数量n对应地，多端口输出及切换模块142的输出端可包括第一输出端TX1、第二输出端TX2、第三输出端TX3、……、第n+n/2-1输出端TX(n+n/2-1)、第n+n/2输出端TX(n+n/2)以及第n+n/2+1输出端TX(n+n/2+1)。示例性地，当功放模块141的数量为4时，多端口输出及切换模块142的输出端的数量可为7，即包括第一输出端TX1至第七输出端TX7。在其他实施方式中，当功放模块141的数量发生变化时，多端口输出及切换模块142的输出端的数量随之变化。

其中，功放模块141的控制端与微处理模块15连接，在微处理模块15的控制下，功放模块141处于工作状态，即对应的下行通道工作；或功放模块141处于非工作状态，即对应的下行通道不工作。

其中，功放模块141除包括输入端、输出端以及控制端之外，还可包括采样端，各功放模块141的采样端均一一对应地连接至数字信号处理模块12的采样信号接收端；数字信号处理模块12基于接收到的采样数据进行分析并调节功放模型，可实现对下行信号的闭环控制，从而有利于降低功放模块141的功耗，有利于降低装置的整体功耗。

示例性地，采样端的信号经射频收发模块13转变为中频信号后，传输至数字信号处理模块12进行处理。

在一实施例中，图3为本公开实施例的又一种多通道射频收发装置的结构示意图。在图2的基础上，参照图3，多端口输出及切换模块142包括1/2/4通道切换及输出模块1420，射频收发模块13包括4T4R射频收发模块130。

其中，4T4R射频收发模块130最多可实现4通道数据的上下行传输，1/2/4通道切换及输出模块1420可实现单通道、双通道以及四通道数据的下行输出。

如此，通过微处理模块15对4T4R射频收发模块130以及1/2/4通道切换及输出模块1420的通道进行控制，该装置可根据容量和功率需求，实现单通道、双通道以及四通道的信号收发切换。

下面结合图4，对1/2/4通道切换及输出模块1420的电路结构进行示例性说明。

在一实施例中，图4为本公开实施例的一种1/2/4通道切换及输出模块的示意图。结合图3和图4，1/2/4通道切换及输出模块1420包括第一环形器C1、第二环形器C2、第三环形器C3、第四环形器C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一射频开关S1、第二射频开关S2、第三射频开关S3、第四射频开关S4、第五射频开关S5、第六射频开关S6、第七射频开关S7、第八射频开关S8、第九射频开关S9、第十射频开关S10、第一微带线Z1、第二微带线Z2、第三微带线Z3、第四微带线Z4、第五微带线Z5、第六微带线Z6、第七微带线Z7、第八微带线Z8、第九微带线Z9、第十微带线Z10、第十一微带线Z11、第十二微带线Z12以及第十三微带线Z13；第一环形器C1的隔离端通过第一电阻R1接地，第二环形器C2的隔离端通过第二电阻R2接地，第三环形器C3的隔离端通过第三电阻R3接地，第四环形器C4的隔离端通过第四电阻R4接地；第一环形器C1的输入端、第二环形器C2的输入端、第三环形器C3的输入端以及第四环形器C4的输入端分别与四个功放模块141的输出端一一对应连接；第一环形器C1的输出端、第一微带线Z1的第一端以及第二微带线Z2的第一端连接，第一微带线Z1的第二端连接1/2/4通道切换及输出模块1420的第一输出端TX1，以及第一微带线Z1的第二端连接第一射频开关S1的第一端，第一射频开关S1的第二端接地；第二环形器C2的输出端、第三微带线Z3的第一端以及第五微带线Z5的第一端连接，第五微带线Z5的第二端连接1/2/4通道切换及输出模块1420的第三输出端TX3，以及第五微带线Z5的第二端连接第四射频开关S4的第一端，第四射频开关S4的第二端接地；第三微带线Z3的第二端、第二微带线Z2的第二端、第四微带线Z4的第二端以及第六微带线Z6的第一端连接，且连接第二射频开关S2的第一端，第二射频开关S2的第二端接地，第四微带线Z4的第一端连接1/2/4通道切换及输出模块1420的第二输出端TX2，以及第四微带线Z4的第一端连接第三射频开关S3的第一端，第三射频开关S3的第二端接地；第三环形器C3的输出端、第九微带线Z9的第一端以及第十微带线Z10的第一端连接，第九微带线Z9的第二端连接至1/2/4通道切换及输出模块1420的第五输出端TX5，以及第九微带线Z9的第二端连接第七射频开关S7的第一端，第七射频开关S7的第二端接地；第四环形器C4的输出端、第十一微带线Z11的第一端以及第十二微带线Z12的第一端连接，第十二微带线Z12的第二端连接1/2/4通道切换及输出模块1420的第七输出端TX7，以及第十二微带线Z12的第二端连接第十射频开关S10的第一端，第十射频开关S10的第二端接地；第十微带线Z10的第二端、第十一微带线Z11的第二端、第十三微带线Z13的第二端以及第八微带线Z8的第一端连接，且连接第八射频开关S8的第一端，第八射频开关S8的第二端接地，第十三微带线Z13的第一端连接1/2/4通道切换及输出模块1420的第六输出端TX6，以及第十三微带线Z13的第一端连接第九射频开关S9的第一端，第九射频开关S9的第二端接地；第六微带线Z6的第二端、第八微带线Z8的第二端以及第七微带线Z7的第一端连接，且连接第五射频开关S5的第一端，第五射频开关S5的第二端接地，第七微带线Z7的第二端连接1/2/4通道切换及输出模块1420的第四输出端TX4，以及第七微带线Z7的第二端连接第六射频开关S6的第一端，第六射频开关S6的第二端接地。

其中，1/2/4通道切换及输出模块1420包括4个环形器(即C1、C2、C3、C4)、4个电阻(即R1、R2、R3、R4)、10个射频开关(即S1～S10)及13节微带线(即Z1～Z13)。

其中，环形器是将进入其任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件，是有数个端的非可逆器件，能够单向传输高频信号能量。射频开关又称微波开关，可实现控制下行信号通道转换的作用。微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，适合制作微波集成电路的平面结构传输线；其与金属波导相比，具有体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等特点。

在一实施例中，继续参照图4，各微带线的电长度均为四分之一波长，波长为工作频段的波长；第一微带线Z1、第二微带线Z2、第三微带线Z3、第五微带线Z5、第九微带线Z9、第十一微带线Z11以及第十二微带线Z12的特征阻抗均为第一特征阻抗A1，第六微带线Z6和第八微带线Z8的特征阻抗均为第二特征阻抗A2，第四微带线Z4和第十三微带线Z13的特征阻抗均为第三特征阻抗A3，第七微带线Z7的特征阻抗为第四特征阻抗A4；A1、A2、A3和A4的大小满足：

A1＝2*A2＝X，

其中，X为一常量。

例如，X＝50Ω，则A1＝50Ω，A2＝25Ω，A3＝35.4Ω，A4＝25Ω。

基于上述对微带线的限定，结合图3和图4，示例性地说明该装置的工作原理，如下：

首先，光信号经过光模块11转换为电信号，数字信号处理模块12基于电信号恢复原有信息，包括基带信号以及通道数信息。该实施例中，原来数据通道为2通道，下行最大发射功率等级为20W/CH，信号峰均比PAPR＝8dB。其中，峰值平均功率比(Peak to AveragePower Ratio，PAPR)，简称峰均比。

其后，数字信号处理模块12将原始两通道基带数据分为两组，第一组为原第一通道基带信号0相差功率功率等分数据，即第一组为原第一通道基带信号分成两路相同的等幅度等相位基带信号，对应第1、2路下行基带数据；第二组为原第二通道基带信号0相差功率功率等分数据，即第二组为原第二通道基带信号分成两路相同的等幅度等相位基带信号，对应3、4路下行基带数据。

其后，微处理模块15根据获取到的数字信号处理模块12的通道数信息以及上位机控制信息，打开4T4R射频收发模块130的全部通道，且使能4路大功率功放模块141同时控制。

如此，经数字信号处理模块12处理后的第一组基带信号分别进入4T4R射频收发模块130的第1、2下行通道，并对应输出给功放模块1和功放模块2；经数字信号处理模块12处理的第二组基带信号分别进入4T4R射频收发模块130的第3、4下行通道，并对应输出给功放模块3和功放模块4。其中，4T4R射频收发模块130的下行4通道完全相同，4个功放模块均为大功率功放模块，也完全相同；功放模块的峰值功率为120W，在PAPR＝8dB情况下Pout≤10W。

其后，经功放模块放大的信号进入1/2/4通道切换及输出模块1420，微处理模块15控制第二射频开关S2、第三射频开关S3、第八射频开关S8以及第九射频开关S9断开，第一射频开关S1、第四射频开关S4、第五射频开关S5、第六射频开关S6、第七射频开关S7以及第十射频开关S10闭合，由此1/2/4通道切换及输出模块1420的4路输入射频信号变成两路输出，及通过第二输出端TX2和第六输出端TX6输出，输出功率为20W/CH。

如此实现两通道输出，各通道的输出功率均为20W/CH。

在一实施例中，若微处理模块15从数字信号处理模块12恢复的基带数据中得到的通道数变为2，最大发射功率变为10W/CH。则微处理模块15关闭4T4R射频收发模块130的上行3、4及下行3、4通道，关闭上行模块第3、4通道，关闭大功率功放模块中的功放模块3和功放模块4。

同时，数字信号处理模块12将原始两通道基带数据分别发送至4T4R射频收发模块130的第1、2下行通道，然后通过第1、2路大功率功放模块，即功放模块1和功放模块2，放大输出至1/2/4通道切换及输出模块1240。

且，微处理模块15控制第一射频开关S1和第四射频开关S4断开，其余射频开关，包括第二射频开关S2、第三射频开关S3、第五射频开关S5、第六射频开关S6、第七射频开关S7、第八射频开关S8、第九射频开关S9以及第十射频开关S10全部闭合，由此下行信号通过4T4R射频收发模块130的下行第1、2通道，大功率功放模块的第1、2号模块，在1/2/4通道切换及输出模块1240的第一输出端TX1和第三输出端TX3输出，输出功率为10W/CH。

如此实现两通道输出，各通道的输出功率均为10W/CH。

在一实施例中，若微处理模块15从数字信号处理模块12恢复的基带数据中得到的通道数变为4，最大发射功率变为5W/CH。则微处理模块15打开4T4R射频收发模块130的全部通道，且使能4路大功率功放模块141同时控制。

同时，微处理模块15控制第一射频开关S1、第四射频开关S4、第七射频开关S7以及第十射频开关S10断开，第二射频开关S2、第三射频开关S3、第五射频开关S5、第六射频开关S6、第八射频开关S8以及第九射频开关S9闭合，由此下行信号通过4T4R射频收发模块130的下行通道以及大功率功放模块141后，在1/2/4通道切换及输出模块1240的第一输出端TX1、第三输出端TX3、第五输出端TX5以及第七输出端TX7输出，输出功率为5W/CH。

如此实现四通道输出，各通道的输出功率均为5W/CH。

在一实施例中，若微处理模块15从数字信号处理模块12恢复的基带数据中得到的通道数变为1，最大发射功率变为40W/CH。则微处理模块15打开4T4R射频收发模块130的全部通道，且使能4路大功率功放模块141同时控制。

同时，微处理模块15控制第二射频开关S2、第五射频开关S5、第六射频开关S6以及第八射频开关S8断开，第一射频开关S1、第三射频开关S3、第四射频开关S4、第七射频开关S7、第九射频开关S9以及第十射频开关S10闭合，由此下行信号通过4T4R射频收发模块130的下行通道以及大功率功放模块141后，在1/2/4通道切换及输出模块1240的第六输出端TX6输出，输出功率为40W/CH。

如此实现单通道输出，输出功率为40W/CH。

由此，基于数字信号处理模块12的通道数信息，微处理模块15通过对射频收发模块13和下行模块14的通道数进行自适应控制，可实现通道数的切换和功率调节，适应性较强。

在一实施例中，图5为本公开实施例的又一种多通道射频收发装置的结构示意图。在图1的基础上，参照图5，该装置还可包括基站基带信号处理模块01、电光转换模块02和信号传输光纤03；基站基带信号处理模块01将通信基带数据转换为初始电信号，初始电信号经电光转换模块02转换为光信号，光信号经信号传输光纤03传输至光模块11。

其中，基站基带信号处理模块01和电光转换模块02设置于基站中，通信远端设备与基站之间通过信号传输光纤03进行信号传输，可降低信号衰减，确保信号的高保真性，可实现长距离传输。

在一实施例中，继续参照图3或图5，该装置还可包括上行模块16；上行模块16的多个输入端分别用于接收不同通道的上行信号，上行模块16的多个控制端分别与微处理模块15的多个输出端一一对应连接，上行模块16的多个输出端分别与射频收发模块13的多个接收端一一对应连接；微处理模块15用于控制射频收发模块13打开与上行模块16的工作通道对应的通道，以将上行模块16接收到的上行信号经下变频处理后传输至数字信号处理模块12。

示例性地，参照图3，当4T4R射频收发模块130包括4通道时，上行模块16可包括四个上行信号接收端，分别以第一接收端RX1、第二接收端RX2、第三接收端RX3以及第四接收端RX4示出。或者参照图5，当射频收发模块13包括n通道时，上行模块16可包括n个上行信号接收端，分别以第一接收端RX1至第n接收端RXn示出。

其中，与下行模块14对应地，上行模块16的通道数在微处理模块15的控制下可实现自适应调节。

示例性地，进行两通道信号收发时，微处理模块15控制打开上行模块16的第1、2通道，以及打开4T4R射频收发模块130的第1、2上行通道，通过第一接收端RX1和第二接收端RX2接收上行信号，同时关闭上行模块16的第3、4通道，以及关闭4T4R射频收发模块130的第3、4上行通道。上行模块16将第一接收端RX1和第二接收端RX2接收到的上行信号传送至4T4R射频收发模块130的第1、2上行通道，经过下变频等处理后，两路中频信号到达数字信号处理模块12。

在一实施例中，数字信号处理模块12将下变频处理后的上行信号传输至光模块11，光模块11将接收到的上行信号进行电光处理后，通过信号传输光纤03，传输至基站基带信号处理模块01。

其中，上行信号由数字信号处理模块12进行处理后送入光模块11，光模块11将上行信号进行电光转换后通过信号传输光纤输出至基站。

如此，实现上行信号由通信远端设备向基站的传输。

基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种多通道射频收发方法，该多通道射频收发方法可采用上述实施方式提供的任一种多通道射频收发装置执行，因此该多通道射频收发方法也具有上述任一种多通道射频收发装置的有益效果，相同之处可参照上文中对多通道射频收发装置的解释说明进行理解，下文中不再赘述。

示例性地，图6为本公开实施例的一种多通道射频收发方法的流程示意图，示出了信号发射流程。参照图6，该方法可包括：

S201、光模块接收对应于基带数据的光信号，并将光信号转换为电信号。

其中，光模块进行光电转换，可将接收到的光信号转换为电信号，方便后续进行信号处理。

S202、数字信号处理模块基于电信号获取对应的基带数据和通道数信息，并基于通道数信息分配基带数据。

其中，数字信号处理模块将来自光模块的电信号转换为符合要求格式的基带信号，并获取通道数信息；以及基于通道数信息分配并处理基带数据。

S203、微处理模块基于通道数信息和基带数据，确定该射频收发模块的通道数及对应的下行模块的通道数、以及确定下行输出功率并关闭下行模块中的剩余通道。

其中，微处理模块基于数字信号处理模块的通道数信息，以及上位机控制信息，实现射频收发模块和下行模块的通道数量的调整，并关闭不需要的通道。

S204、射频收发模块的各通道对接收到的基带数据进行上变频处理。

该步骤为后续信号放大做准备。

S205、下行模块的各通道对应地将上变频后的基带数据进行处理并输出。

其中，下行模块将各通道对应的数据进行放大以及分散或整合后输出，实现特定通道数和输出功率的发射信号。

本公开实施例提供的多通道射频收发方法基于上述收发装置实现，通过光模块接收对应于基带数据的光信号，并将其转换为电信号；数字信号处理模块基于对应于基带数据的电信号，确定通道数信息，并分配处理基带数据；微处理模块读取通道数信息和上位机控制信息，进而确定下行模块的通道数、下行最大输出功率并关闭下行模块中不需要的硬件通道，微处理模块基于上述确定的通道数及功率相关信息设置射频收发模块的通道以及下行模块的通道，对下行信号进行处理后，由下行模块的处于工作状态的各通道对应输出，由此，可实现自适应地改变发射通道数，有利于实现智能化控制，降低设备功耗；同时，可根据需求分级改变通道发射功率，适合多种信号覆盖场合，其适用性强，易实施；且无需更换设备硬件或重新建站，有利于节省资源。

在一实施例中，多通道射频收发装置还包括上行模块、信号传输光纤和基站基带信号处理模块。基于此，图7为本公开实施例的另一种多通道射频收发方法的流程示意图。参照图7，该方法还可包括：在微处理模块的控制下，执行如下步骤。具体包括：

S301、上行模块的部分输入端或全部输入端分别接收不同通道的上行信号。

其中，根据上行信号接收需求，上行模块在微处理模块的控制下打开部分或或全部通道，用以接收不同通道数的上行信号。

S302、射频收发模块打开与上行模块的工作通道对应的通道，以将上行信号将下变频处理后传输至数字信号处理模块。

其中，射频收发模块在微处理模块的控制下，打开与上行模块的对应通道，以实现上行信号向数字信号处理模块的传输。

S303、数字信号处理模块将下变频处理后的上行信号传输至光模块。

该步骤实现上行信号由数字处理信号模块向光模块的传输。

S304、光模块将收到的上行信号经电光处理后，通过信号传输光纤，传输至基站基带基带信号处理模块。

该步骤实现上行信号由通信远端设备向基站的传输。

在上述实施方式的基础上，微处理模块可为微处理器，射频收发模块可为射频收发芯片，信号传输光纤可简称为光纤，基站基带信号处理模块可包括基站中的基带处理单元(Base band Unite，BBU)设备。基于此，本公开实施例还提供了一种多通道射频收发方法。示例性地，图8为本公开实施例的又一种多通道射频收发方法的流程示意图。参照图8，该方法可包括：

S401、上电模块初始化。

S402、光模块将光信号转化为电信号。

S403、数字信号处理模块对电信号进行处理并判断通道数目。

S404、数字信号处理模块根据通道数分配基带数据。

S405、微处理器读取数字信号处理模块给出的通道数信息并控制通道切换单元进行通道选择,确定下行最大发射功率等参数、关闭多余通道。

S406、微处理器使能射频收发芯片。

S407、微处理器使能下行模块。

S408、微处理器选择及使能上行通道。

S409、下行射频信号通过下行通道发射。

S410、上行射频信号通过上行通道接收。

S411、数字信号处理模块对上行信号进行处理以电信号形式传输给光模块。

S412、光模块将电信号转化为光信号通过光纤传输给BBU设备。

本公开实施例提供了一种灵活可变的多通道射频收发装置和方法，实现方法包括步骤：1)基站中的BBU设备将通信基带数据转化为串行电信号，经设备处理以光信号的形式通过光纤传输给远端射频收发设备；2)光模块将来自光纤的光信号转变成电信号；3)数字信号处理模块将来自光模块的电信号转变为预设格式的基带信号，并获取通道数信息，以及根据通道数分配并处理基带数据；5)微处理模块读取数字信号处理模块的通道数信息和上位机控制信息，进而确定下行通道及下行最大输出功率，并控制关闭不需要的硬件通道；6)下行基带信号通过微处理模块预设射频收发模块通道及功放模块通道，对基带信号进行上变频及放大；7)被功放模块放大的下行信号中，一部分信号作为采样信号送入射频收发模块，然后转变为中频信号送入数字信号处理模块，实现自反馈闭环控制；另一部分信号经过多端口输出及切换模块的预设通道进行输出；8)上行模块对多通道上行信号进行低噪声放大处理并输入射频收发模块进行处理；9)射频收发模块将处理好的上行信号传输给数字信号处理模块；10)数字信号处理模块将处理好的上行数据传输给光模块；11)光模块将来自数字信号处理模块的电信号转化为光信号进而通过光纤传输给BBU设备。

与现有技术相比，本公开实施例的技术方案具备如下有益效果：

1、可以自适应改变发射接收通道、降低设备功耗；2、可以根据需要分级改变通道最大发射功率，适合多种信号覆盖场合；3、通用性强，易实施。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多通道射频收发装置，其特征在于，包括：光模块、数字信号处理模块、射频收发模块、下行模块以及微处理模块；

所述光模块的输入端用于接收对应于基带数据的光信号，所述光模块的输出端与所述数字信号处理模块的输入端连接；所述数字信号处理模块的交互端与所述射频收发模块的交互端连接，所述射频收发模块的多个输出端与所述下行模块的多个输入端一一对应连接；所述微处理模块的输出端分别与所述光模块的控制端、所述数字信号处理模块的控制端以及所述下行模块的多个控制端一一对应连接；

所述光模块用于将所述光信号转换为电信号；所述数字信号处理模块用于基于所述电信号获取基带数据和通道数信息，并基于所述通道数信息分配并处理所述基带数据；所述微处理模块用于基于所述通道数信息和所述基带数据，确定所述射频收发模块的通道数及对应的所述下行模块的通道数、以及确定下行输出功率并关闭所述下行模块中的剩余通道；所述射频收发模块的各通道对接收到的所述基带数据进行上变频，所述下行模块的各通道对应地将上变频后的所述基带数据进行处理并输出；

其中，所述下行模块的处于工作状态的通道数基于所述通道数信息的不同而支持调节。

2.根据权利要求1所述的多通道射频收发装置，其特征在于，所述下行模块包括多个功放模块和多端口输出及切换模块；

多个所述功放模块的输出端与所述多端口输出及切换模块的多个输入端一一对应连接，多个所述功放模块的输入端与所述射频收发模块的多个输出端一一对应连接，多个所述功放模块的采样端与所述数字信号处理模块的多个采样信号接收端一一对应连接，多个所述功放模块的控制端与所述微处理模块的多个输出端一一对应连接；所述多端口输出及切换模块的控制端与所述微处理模块的一输出端连接。

3.根据权利要求2所述的多通道射频收发装置，其特征在于，所述多端口输出及切换模块包括1/2/4通道切换及输出模块，所述射频收发模块包括4T4R射频收发模块。

4.根据权利要求3所述的多通道射频收发装置，其特征在于，所述1/2/4通道切换及输出模块包括第一环形器、第二环形器、第三环形器、第四环形器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关、第四射频开关、第五射频开关、第六射频开关、第七射频开关、第八射频开关、第九射频开关、第十射频开关、第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第九微带线、第十微带线、第十一微带线、第十二微带线以及第十三微带线；

所述第一环形器的隔离端通过所述第一电阻接地，所述第二环形器的隔离端通过所述第二电阻接地，所述第三环形器的隔离端通过所述第三电阻接地，所述第四环形器的隔离端通过所述第四电阻接地；

所述第一环形器的输入端、所述第二环形器的输入端、所述第三环形器的输入端以及所述第四环形器的输入端分别与四个所述功放模块的输出端一一对应连接；

所述第一环形器的输出端、所述第一微带线的第一端以及所述第二微带线的第一端连接，所述第一微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第一输出端，以及所述第一微带线的第二端连接所述第一射频开关的第一端，所述第一射频开关的第二端接地；所述第二环形器的输出端、所述第三微带线的第一端以及所述第五微带线的第一端连接，所述第五微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第三输出端，以及所述第五微带线的第二端连接所述第四射频开关的第一端，所述第四射频开关的第二端接地；所述第三微带线的第二端、所述第二微带线的第二端、所述第四微带线的第二端以及所述第六微带线的第一端连接，且连接所述第二射频开关的第一端，所述第二射频开关的第二端接地，所述第四微带线的第一端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第二输出端，以及所述第四微带线的第一端连接所述第三射频开关的第一端，所述第三射频开关的第二端接地；所述第三环形器的输出端、所述第九微带线的第一端以及所述第十微带线的第一端连接，所述第九微带线的第二端连接至所述1/2/4通道切换及输出模块的第五输出端，以及所述第九微带线的第二端连接所述第七射频开关的第一端，所述第七射频开端的第二端接地；所述第四环形器的输出端、所述第十一微带线的第一端以及所述第十二微带线的第一端连接，所述第十二微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第七输出端，以及所述第十二微带线的第二端连接所述第十射频开关的第一端，所述第十射频开关的第二端接地；所述第十微带线的第二端、所述第十一微带线的第二端、所述第十三微带线的第二端以及所述第八微带线的第一端连接，且连接所述第八射频开关的第一端，所述第八射频开关的第二端接地，所述第十三微带线的第一端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第六输出端，以及所述第十三微带线的第一端连接所述第九射频开关的第一端，所述第九射频开关的第二端接地；所述第六微带线的第二端、所述第八微带线的第二端以及所述第七微带线的第一端连接，且连接所述第五射频开关的第一端，所述第五射频开关的第二端接地，所述第七微带线的第二端连接所述1/2/4通道切换及输出模块的第四输出端，以及所述第七微带线的第二端连接所述第六射频开关的第一端，所述第六射频开关的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的多通道射频收发装置，其特征在于，各微带线的电长度均为四分之一波长，所述波长为工作频段的波长；

所述第一微带线、所述第二微带线、所述第三微带线、所述第五微带线、所述第九微带线、所述第十一微带线以及所述第十二微带线的特征阻抗均为第一特征阻抗A1，所述第六微带线和所述第八微带线的特征阻抗均为第二特征阻抗A2，所述第四微带线和所述第十三微带线的特征阻抗均为第三特征阻抗A3，所述第七微带线的特征阻抗为第四特征阻抗A4；A1、A2、A3和A4的大小满足：

A1＝2*A2＝X，

其中，X为一常量。

6.根据权利要求1所述的多通道射频收发装置，其特征在于，还包括基站基带信号处理模块、电光转换模块和信号传输光纤；

所述基站基带信号处理模块将通信基带数据转换为初始电信号，所述初始电信号经所述电光转换模块转换为所述光信号，所述光信号经所述信号传输光纤传输至所述光模块。

7.根据权利要求6所述的多通道射频收发装置，其特征在于，还包括上行模块；所述上行模块的多个输入端分别用于接收不同通道的上行信号，所述上行模块的多个控制端分别与所述微处理模块的多个输出端一一对应连接，所述上行模块的多个输出端分别与所述射频收发模块的多个接收端一一对应连接；

所述微处理模块用于控制所述射频收发模块打开与所述上行模块的工作通道对应的通道，以将上行模块接收到的上行信号经下变频处理后传输至所述数字信号处理模块。

8.根据权利要求7所述的多通道射频收发装置，其特征在于，所述数字信号处理模块将下变频处理后的所述上行信号传输至所述光模块，所述光模块将接收到的所述上行信号进行电光处理后，通过所述信号传输光纤，传输至所述基站基带信号处理模块。

9.一种多通道射频收发方法，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的多通道射频收发装置执行，所述方法包括：

所述光模块接收对应于基带数据的光信号，并将所述光信号转换为电信号；

所述数字信号处理模块基于所述电信号获取对应的基带数据和通道数信息，并基于所述通道数信息分配并处理所述基带数据；

所述微处理模块基于所述通道数信息和所述基带数据，确定该所述射频收发模块的通道数及对应的所述下行模块的通道数、以及确定下行输出功率并关闭所述下行模块中的剩余通道；

所述射频收发模块的各通道对接收到的所述基带数据进行上变频处理；

所述下行模块的各通道对应地将上变频后的所述基带数据进行处理并输出。

10.根据权利要求9所述的多通道射频收发方法，其特征在于，所述多通道射频收发装置还包括上行模块、信号传输光纤和基站基带信号处理模块；所述方法还包括：在所述微处理模块的控制下：

所述上行模块的部分输入端或全部输入端分别接收不同通道的上行信号；

所述射频收发模块打开与所述上行模块的工作通道对应的通道，以将所述上行信号将下变频处理后传输至所述数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块将下变频处理后的所述上行信号传输至所述光模块；

所述光模块将收到的所述上行信号经电光处理后，通过信号传输光纤，传输至所述基站基带基带信号处理模块。

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